Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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CAPÍTULO 11
ble. El sistema quita calor de un espacio enfriado a 15 °C
a razón de 70 kW. El refrigerador opera en un entorno a 25
°C. Si el calor se suministra al ciclo mediante la condensación
de vapor de agua saturado a 150 °C, determine a) la tasa de
condensación de vapor y b) el suministro de potencia al refrigerador
reversible. c) Si el COP de un enfriador por absorción
real a los mismos límites de temperatura es de 0.8, determine
la eficiencia según la segunda ley de este enfriador.
Respuestas: a) 0.0174 kg/s, b) 10.9 kW, c) 42.0 por ciento
T s
Máquina
térmica
reversible
Refrigerador
reversible
T 0
T 0
FIGURA P11-93
11-94E Se usa un ciclo de refrigeración de absorción de
amoniaco-agua para mantener un espacio a 25 °F cuando la
temperatura ambiente es de 70 °F. El amoniaco puro entra
al condensador a 300 psia y 140 °F, a razón de 0.04 lbm/s.
El amoniaco sale del condensador como líquido saturado y
se expande a 30 psia. El amoniaco sale del evaporador como
vapor saturado. El calor se suministra al generador por agua
líquida geotérmica que entra a 240 °F a razón de 0.55 lbm/s, y
sale a 200 °F. Determine a) la tasa de enfriamiento que suministra
el sistema, en Btu/h, el COP, y b) la eficiencia de la
segunda ley del sistema. Las entalpías para el amoniaco en los
varios estados del sistema son: entrada del condensador, h 2 =
665.7 Btu/lbm; entrada del evaporador, h 4 = 190.9 Btu/lbm;
salida del evaporador, h 1 = 619.2 Btu/lbm. También considere
el calor específico del agua geotérmica como 1.0 Btu/lbm · °F.
Tema especial: Generación termoeléctrica
y sistemas de refrigeración
11-95C ¿Qué es un circuito termoeléctrico?
11-96C Describa los efectos Seebeck y Peltier.
11-97C Considere un alambre circular de cobre formado
conectando sus dos extremos. El punto de conexión se calienta
ahora por la llama de una vela. ¿Espera usted que circule
alguna corriente eléctrica por el alambre?
11-98C Se forma un circuito cerrado conectando los extremos
de un alambre de hierro y uno de constantano. Ahora se
calientan ambas uniones y se mantienen a la misma tempera-
T L
tura. ¿Espera usted que fluya una corriente eléctrica por este
circuito?
11-99C Se forma un circuito cerrado conectando los extremos
de un alambre de cobre y uno de constantano. Ahora una
unión se calienta por la llama de una vela mientras el otro se
mantiene a temperatura ambiente. ¿Espera usted que fluya una
corriente eléctrica por este circuito?
11-100C ¿De qué modo funciona un termopar como dispositivo
de medición de temperatura?
11-101C ¿Por qué los materiales semiconductores son preferibles
a los metales en los refrigeradores termoeléctricos?
11-102C ¿La eficiencia de un generador termoeléctrico está
limitada por la eficiencia de Carnot? ¿Por qué?
11-103E Un generador termoeléctrico recibe calor de una
fuente a 340 °F y rechaza el calor de desecho al ambiente a
90 °F. ¿Cuál es la máxima eficiencia térmica que puede tener
este generador termoeléctrico? Respuesta: 31.3 por ciento
11-104 Un refrigerador termoeléctrico quita calor de un
espacio refrigerado a 5 °C a razón de 130 W, y lo rechaza
al ambiente a 20 °C. Determine el coeficiente máximo de
desempeño que puede tener este refrigerador termoeléctrico y
la alimentación necesaria mínima de potencia.
Respuestas: 10.72, 12.1 W
11-105 Un enfriador termoeléctrico tiene un COP de 0.15
y quita calor de un espacio refrigerado a razón de 180 W.
Determine la alimentación necesaria de potencia al enfriador
termoeléctrico, en W.
11-106E Un enfriador termoeléctrico tiene un COP de 0.18, y
el suministro de potencia al enfriador es de 1.8 HP. Determine la
tasa de remoción de calor del espacio refrigerado, en Btu/min.
11-107 Un refrigerador termoeléctrico recibe potencia de
una batería de automóvil de 12 V que da 3 A de corriente
cuando está en operación. El refrigerador parece una pequeña
hielera, y se dice que enfría nueve bebidas enlatadas, de 0.350
L cada una, de 25 a 3 °C, en 12 h. Determine el COP promedio
de este refrigerador.
FIGURA P11-107
11-108E Hay disponibles comúnmente enfriadores termoeléctricos
que se conectan en el receptáculo de encendedor
de un automóvil. Se afirma que uno de estos enfriadores
enfría una bebida de 12 onzas (0.771 lbm) de 78 a 38 °F o
calienta una taza de café de 75 a 130 °F en alrededor de 15
min en un portavasos bien aislado. Suponiendo un COP promedio
de 0.2 en el modo operativo de enfriamiento, determine